3D Programming of Patterned Heterogeneous Interface for 4D Smart Robotics

要約

形状記憶構造は、多くの最先端のインテリジェント分野で重要な役割を果たしています。
しかし、既存の技術では単一のポリマーまたは金属の4Dプリンティングしか実現できず、実用化が制限されています。
ここでは、Pd2+含有形状記憶ポリマー(AP-SMR)を使用して無電解めっき反応を誘発し、形状記憶特性と金属活性および情報処理能力の両方を備えた分子動力学に依存するTSMP/Mヘテロ界面の構築戦略を報告します。

マルチマテリアル DLP 3D プリンティング技術を通じて、インターフェイスを任意の形状の機能基板部品上に 3D 選択的にプログラムして、4D 電子スマート デバイス (ロボティクス) にすることができます。
微視的には、このタイプの界面は、純粋な基板層(スマートマテリアル)、中間層(ポリマークロスに金属粒子が埋め込まれた複合構造)で構成される、ナノメートルからマイクロメートルの界面高さを持つ複合構造として見えます。
リンクされたネットワーク)と純粋な金属層。
TSMP/M ヘテロインターフェースによってプログラムされた構造は、SMA 特性と金属特性の両方を示し、よりインテリジェントな機能 (電気活性、電熱変形、電子制御変性) とより高いパフォーマンス (形状記憶構造の選択性を実現可能) 制御、遠隔制御、インライン制御を実現します。
および低電圧制御)。
これにより、新たなコンセプトのスマートデバイスを設計・製造・応用するための基盤技術として、より柔軟な製造プロセスが提供され、スマートロボットやスマートエレクトロニクスなどの先端産業の発展が促進されることが期待されます。

要約(オリジナル)

Shape memory structures are playing an important role in many cutting-edge intelligent fields. However, the existing technologies can only realize 4D printing of a single polymer or metal, which limits practical applications. Here, we report a construction strategy for TSMP/M heterointerface, which uses Pd2+-containing shape memory polymer (AP-SMR) to induce electroless plating reaction and relies on molecular dynamics, which has both shape memory properties and metal activity and information processing power. Through multi-material DLP 3D printing technology, the interface can be 3D selectively programmed on functional substrate parts of arbitrary shapes to become 4D electronic smart devices (Robotics). Microscopically, this type of interface appears as a composite structure with a nanometer-micrometer interface height, which is composed of a pure substrate layer (smart materials), an intermediate layer (a composite structure in which metal particles are embedded in a polymer cross-linked network) and a pure metal layer. The structure programmed by TSMP/M heterointerface exhibits both SMA characteristics and metal properties, thus having more intelligent functions (electroactive, electrothermal deformation, electronically controlled denaturation) and higher performance (selectivity of shape memory structures can be realized control, remote control, inline control and low voltage control). This is expected to provide a more flexible manufacturing process as platform technology for designing, manufacturing and applying smart devices with new concepts, and promote the development of cutting-edge industries such as smart robots and smart electronics.

arxiv情報

著者 Kewei Song,Chunfeng Xiong,Ze Zhang,Kunlin Wu,Weiyang Wan,Yifan Wang,Shinjiro Umezu,Hirotaka Sato
発行日 2023-12-22 08:18:33+00:00
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